《《精编》PCB印刷电路板的自动布局与自动布线》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《精编》PCB印刷电路板的自动布局与自动布线（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子CAD Protel99SE黄飞 10 1根据原理图创建网络表10 2电路板的规划10 2 1确定电路板的工作层10 2 2在机械层确定电路板的物理边界10 2 3在禁止布线层确定电路板的电气边界10 2 4使用向导生成电路板10 3PCB元件库10 3 1PCB元件库与SCH元件库的区别10 3 2装载PCB元件库 第10章印刷电路板的自动布局与自动布线 10 4装入网络表和元件10 4 1直接装入网络表文件10 4 2利用同步器装入网络表和元件10 5元件的自动布局10 5 1设置自动布局的有关参数10 5 2设置布局设计规则10 5 3手工定位元件10 5 4自动布局10 5 5网络
2、密度分析 10 5 6手工调整元件布局10 6自动布线10 6 1规则的适用范围10 6 2设置自动布线规则10 6 3保护预布线10 6 4运行自动布线10 6 5生成测试点 Testpoint 10 6 6DRC校验10 7手工调整布线 10 7 1调整布线10 7 2添加电源 地的输入端与信号的输出端10 7 3电源线 接地线的加宽10 7 4文字标注的调整与添加10 7 5放置螺丝孔10 7 6单层显示10 8PCB的3D预览功能10 9创建项目元件封装库 10 1根据原理图创建网络表本章以图10 1所示电路为例 介绍印刷电路板自动布局和自动布线的方法 图10 1电路原理图 10 2电
3、路板的规划10 2 1确定电路板的工作层因为采用双层板 一般应具有如下的工作层 顶层 TopLayer 放置元件并布线 底层 BottomLayer 布线并进行焊接 顶层丝印层 TopOverlay 放置元件的轮廓 标注及一些说明文字 多层 MultiLayer 用于显示焊盘和过孔 新建一个设计数据库 命名为scb ddb 在其Document文件夹下 建立名称为scb sch的电路原理图文件 绘制图10 1所示电路原理图 在原理图编辑器下 选择菜单命令Design CreateNetlist 用来生成网络表文件 网络表文件的默认名称为 机械层4 Mechanical4 用于确定电路板的物理边
4、界 也就是电路板的边框 禁止布线层 KeepOutLayer 用于确定电路板的电气边界 10 2 2在机械层确定电路板的物理边界创建机械层执行菜单命令Design MechanicalLayers 在弹出的对话框中 选取Mechanical4 机械层4 层的名称采用默认值 并选取Visible 可见 和DisplayInSingleLayerMode 单层显示时在各层显示 两个复选框 创建机械层后 在PCB文件工作窗口的下方出现Mechanical4标签 确定电路板的物理边界电路板的物理尺寸为长1800mil 高1500mil 在机械层4绘制电路板的物理边界 物理边界四个顶点的坐标值为 0 0
5、 1800 0 1800 1500 和 0 1500 绘制好的电路板物理边界如图10 3所示 图10 3绘制电路板的物理边界 10 2 3在禁止布线层确定电路板的电气边界电路板的电气边界 是指在电路板上设置的元件布局和布线的范围 电气边界一般定义在禁止布线层上 电路板的电气边界可以稍大于物理边界 如电气边界距离物理边界50mil 把当前层切换为KeepOutLayer 绘制电气边界 图10 4绘制电路板的电气边界 10 2 4使用向导生成电路板 执行File New命令 在弹出的对话框中选择Wizards选项卡 如图10 5所示 图10 5新建PCB文件的Wizards选项卡 选择PrintC
6、ircuitBoardWizard 印刷电路板向导 图标 单击OK按钮 将弹出如图10 6所示的对话框 图10 6电路板向导 单击Next按钮 将弹出如图10 7所示的选择预定义标准板对话框 在列表框中可以选择系统已经预先定义好的板卡类型 如选择CustomMadeBoard 则设计作者自行定义电路板的尺寸等参数 图10 7选择电路板模板 选择CustomMadeBoard项 单击Next按钮 系统弹出设定电路板相关参数的对话框 如图10 8 a 所示 图10 8 a 自定义电路板的参数设置 设置完成后 系统将弹出几个有关电路板尺寸参数设置的对话框 对所定义的电路板的形状 尺寸加以确认或修改
7、如图10 8 b 和10 8 c 所示 图10 8 b 对电路板的边框尺寸进行设置 图10 8 c 对电路板的四个角的开口尺寸进行设置 如果在图10 8中的TitleBlock项被选中 系统将弹出如图10 9所示的对话框 图10 9输入标题块中的有关信息 单击Next按钮 将弹出如图10 10所示对话框 可设置信号层的数量和类型 以及电源 接地层的数目 各项含义如下 图10 10设置信号层的层数及类型等参数 TwoLayer PlatedThroughHole 两个信号层 过孔电镀 TwoLayer NonPlated 两个信号层 过孔不电镀 FourLayer 4层板 SixLayer 6层
8、板 EightLayer 8层板 SpecifythenumberofPower Groundplatesthatwillbeusedinadditiontothelayersabove 选取内部电源 接地层的数目 包括Two 两个内部层 Four 四个内部层 和None 无内层 单击Next按钮 将弹出如图10 11所示的对话框 可设置过孔的类型 穿透式过孔 盲过孔和隐藏过孔 对于双层板 只能使用穿透式过孔 图10 11设置过孔类型 单击Next按钮 将弹出如图10 12 a 所示的对话框 可设置将要使用的布线技术 针脚式元件和表面粘贴式元件哪一个较多 如选择表面粘贴式元件 Surface
9、mountcomponents 还要设置元件是否在电路板的两面放置 如图10 12 a 所示 如选择针脚式元件 Through holecomponents 还要设置在两个焊盘之间穿过导线的数目 如图10 12 b 所示 有OneTrack TwoTrack和ThreeTrack三个选项 图10 12 a 选择表面粘贴式元件时的设置 图10 12 b 选择针脚式元件时的设置 单击Next按钮 将弹出如图10 13所示的对话框 可设置最小的导线宽度 最小的过孔尺寸和相邻走线的最小间距 这些参数都会作为自动布线的参考数据 设置参数如下 图10 13设置最小的尺寸限制 MinimumTrackSiz
10、e 设置最小的导线尺寸 MinimumViaWidth 设置最小的过孔外径直径 MinimumViaHoleSize 设置过孔的内径直径 MinimumClearance 设置相邻走线的最小间距 单击Next按钮 弹出是否作为模板保存的对话框 如图10 14所示 如果选择此项 再输入模板名称和模板的文字描述 图10 14保存为模板文件 单击Next按钮 弹出完成对话框 单击Finish按钮结束生成电路板的过程 如图10 15所示 该电路板已经规划完完毕 图10 15利用向导生成的PCB 10 3PCB元件库10 3 1PCB元件库与SCH元件库的区别1 概念上的区别在SCH元件库中的元件是对应
11、实际元件的电气符号 在原理图中采用 可以称之为SCH元件 而PCB元件库中的元件是实际元件的封装 在电路板图中采用 可以称之为PCB元件 在Protel99SE中 SCH元件和PCB元件分属于两个不同软件功能的元件库 2 元件引脚编号的区别 二极管元件 其SCH元件与PCB元件的引脚编号是不同的 如图10 16所示 图10 16二极管的SCH元件与PCB元件 三极管元件 以NPN型三极管为例 如图10 17所示 在图10 17中 可以看出三极管的SCH元件与PCB元件的引脚编号是相同的 但它们的引脚对应极的名称却存在差异 电位器元件 如图10 18所示 从图中可以看出 电位器的SCH元件的中间
12、抽头的引脚编号为3 与其PCB元件之间有差异 a b 图10 18电位器的SCH元件和PCB元件 10 3 2装载PCB元件库这里 我们加载系统下的 Library Pcb GenericFootprint Advpcb ddb PCBFootprint lib元件封装库 10 4装入网络表和元件10 4 1直接装入网络表文件 在PCB编辑器中 执行菜单命令Design LoadNets 将弹出如图10 19所示的Load ForwardAnnotateNetlist对话框 图10 19装入网络表对话框 DeleteComponentsnotinnetlist选项 如选中则系统将会在加载网络表
13、之后 与当前电路板中存在的元件作比较 将网络表中没有的元件而在当前电路板中存在的元件删除掉 Updatefootprint选项 如选中则会自动用网络表内存在的元件封装替换当前电路板上的相同元件的封装 这两个选项 适合于原理图修改后的网络表重新装入 在NetlistFile文本框中输入加载的网络表文件名 单击Browse按钮 将弹出如图10 20所示的选择网络表文件对话框 在正确选取sch Net文件后 单击OK按钮 系统开始自动生成网络宏 NetlistMacros 并将其在装入网络表的对话框中列出 如图10 21所示 图10 20选择网络表文件对话框 图10 21生成的无错误的网络表宏信息
14、如果在生成网络宏时出错 列表框中Error列会显示出现的错误信息 如图10 23所示 常见的错误是在原理图中没有设定元件的封装 或者封装不匹配 此时应该返回到原理图编辑器中 修改错误 并重新生成网络表 然后再切换到PCB文件中进行操作 图10 23有错误的网络表宏信息 最后 单击图10 21中底部的Execute按钮 完成网络表和元件的装入 效果如图10 24所示 装入的元件重叠在电路板的电气边界内 元件与连线都用绿色表示 图10 24装入网络表和元件后的PCB图 10 4 2利用同步器装入网络表和元件 新建一个PCB文件Scb2 pcb 并按原尺寸绘制物理边界和电气边界 打开原理图文件 执行
15、菜单命令Design UpdatePCB 更新PCB 弹出如图10 25所示的同步器选择目标文件对话框 在所列出的的PCB文件中 选取Scb2 pcb 单击Apply按钮 图10 25同步器选择目标文件对话框 系统弹出如图10 26所示的同步器参数设置对话框 主要参数的含义如下 图10 26同步器参数设置对话框 Connectivity栏 用于设置原理图与PCB图之间的连接类型 Components栏 用于设置对原理图中的元件进行哪些修改 PreviewChange按钮 用于查看原理图中进行了哪些修改 单击该按钮 弹出网络宏的列表框 与图10 21类似 如果出现宏错误 同样也要对原理图进行修改
16、 单击Execute按钮 装入网络表及元件 打开scb2 pcb文件 效果与第一种方法一样 同理 在PCB编辑器下 对电路板图进行了修改 然后执行菜单命令Design UpdateSchematic 再打开对应的原理图文件 你会发现与该电路板图对应的原理图已经进行了更新 10 5元件的自动布局10 5 1设置自动布局的有关参数元件布局的栅格执行菜单命令Design Options 在弹出的DocumentOptions对话框Options选项卡中 分别对捕获栅格在X和Y方向的间距进行设置 这里 我们采用默认值20mil 2 SnaptoCenter参数执行菜单命令Tools Preferences 在弹出的Preferences对话框中的Options选项卡 使SnaptoCenter选项有效 其作用是当按下鼠标左键选取某个元件时 光标跳到元件的1脚 当用鼠标左键选取某段线拖动时 光标跳到线段的端点 这里 我们选取该项 3 字符串临界值参数执行菜单命令Tools Preferences 在弹出的Preferences对话框中 单击Display选项卡 在Draftthresholds选
